Bài giảng môn Sinh học - Tiết 20: Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ tế bào

Tiết 20: Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ tế bàoI. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biếnTại sao lại phải tạo ra giống mới bằng phương pháp gây đột biến?Nếu không làm có được không?c¬ së khoa häc cña viÖc g©y ®ét biÕn ®Ó t¹o gièng míiMçi mét kiÓu gen nhÊt ®Þnh cña gièng chØ cho mét n¨ng suÊt nhÊt ®Þnh. Mçi gièng cô thÓ sÏ cho mét n¨ng suÊt tèi ®a nhÊt ®Þnh trong ®iÒu kiÖn canh t¸c hoµn thiÖn nhÊt. Mçi gièng cã mét møc trÇn vÒ n¨ng suÊt. - §Ó cã n¨ng suÊt cao h¬n møc trÇn hiÖn cã cña gièng, cÇn g©y ®ét biÕn b»ng viÖc sö dông c¸c t¸c nh©n vËt lÝ vµ ho¸ häc, lµm thay ®æi vËt liÖu di truyÒn cña sinh vËt, chän läc tõ c¸c thÓ ®ét biÕn nh÷ng c¸ thÓ cã ®Æc tÝnh mong muèn. Nghiên cứu mục I.1, em hãy cho biết:- Gây đột biến là gì?Quy trình gây đột biến?Đối tượng áp dụng?* Khái niệm: Gây đột biến là đổi mới vật liệu ditruyền của giống cũquy tr×nh t¹o gièng míi b»ng ph­¬ng ph¸p g©y ®ét biÕn Xö lÝ mÉu vËt b»ng t¸c nh©n g©y ®ét biÕn cÇn lùa chän t¸c nh©n g©y ®ét biÕn thÝch hîp, T×m hiÓu liÒu l­îng vµ x¸c ®Þnh thêi gian xö lÝ tèi ­ub) Chän läc c¸c thÓ ®ét biÕn cã kiÓu h×nh mong muènTại sao l¹i ph¶i tiÕn hµnh lùa chän c¸c thÓ ®ét biÕn thÝch hîp ? c) T¹o dßng thuÇn chñng Chọn lọc các thể đột biến là 1 công việc khó khăn và tốn nhiều công sức vì ĐB thường không có hướng, tác nhân ĐB gây ra rất nhiều loại ĐB khác nhau, trong đó chỉ có một phần rất nhỏ là loại ĐB mà người chọn giống quan tâm. * Đối tượng thích hợp chủ yếu là: vi sinh vật và thực vật.Vi sinh vật sinh sản bằng cách phân đôi nên không thể tạo BDTH, BDDT ở vi sinh vật chủ yếu được tạo ra nhờ đột biến. vsv có tốc độ sinh sản nhanh nên chọn lọc và nhân các thể đột biến dễ dàng hơnThực vật: thích hợp với việc khai thác các sản phẩm là cơ quan sinh dưỡng như; rễ, thân, lá, hoa,.. để tạo giống đa bội. Còn cây lấy hạt thì không thể tạo ra đa bội vì cây đa bội thường bị giảm khả năng sinh sản hoặc bất thụ.Động vật bậc thấp; có thể gây đột biến, ví dụ; ruồi giấm, tằm,..Động vật bậc cao thì không áp dụng phương pháp này vì; hệ gen của chúng rất phức tạp, phần lớn các đột biến đều làm mất cân bằng hệ gen dẫn đên những rối loạn về sinh lí nên giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản, thậm chí còn gây chết2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt NamGây đột biến bằng tác nhân vật lí:Giống lúa Mộc tuyền đột biến  MT1 có nhiều đặc tính quí (chín sớm nên rút ngắn thời gian cach tác), thấp và cứng cây, chịu chua và phèn nên có thể trồng ở nhiều vùng khác nhau, năng suất tăng 15-25%. Tạo giống Ngô DT6: chín sớm, năng suất cao, hàm lượng Pr tăng 1,5%..-Gây ĐB bằng tác nhân hoá học:Táo gia lộc xử lí bằng NMU (nitrô mêtyl urê) táo má hồng cho 2 vụ quả/năm, khối lượng quả tăng cao và thơm ngon.Cây dâu tằm (3n) có nhiều đặc tính quí: bản lá dày, năng suất cao.Dưa hấu và nho (tam bội) đều không có hạt và nâng cao hàm lượng đường Dưa hấu tam bội Thể tứ bội ở dâu tâyVới kiến thức đã học, em hãy đề xuất cách thức nhận biết sơ bộ các cây tứ bội trong số các cây lưỡng bội?II. Tạo giống bằng công nghệ tế bàoC«ng nghÖ tÕ bµoC«ng nghÖ tÕ bµo ë thùc vËt C«ng nghÖ tÕ bµo ë ®éng vËtNu«i cÊy h¹t phÊn Dung hîp tÕ bµo trÇn Nu«i cÊy môC«ng nghÖ tÕ bµoThùc vËt1. Công nghệ tế bào thực vật  Nu«i cÊy tÕ bµo (Mô)Dùa vµo kh¶ n¨ng t¹o m« sÑo lµ m« gåm nhiÒu tÕ bµo ch­a biÖt ho¸, cã kh¶ n¨ng sinh tr­ëng m¹nh tõ ®ã ®iÒu khiÓn cho tÕ bµo biÖt ho¸ thµnh c¸c m« kh¸c nhau (rÔ, th©n, l¸...) vµ t¸i sinh thµnh c©y tr­ëng thµnh. Dùa vµo viÖc t×m ra m«i tr­êng nu«i cÊy chuÈn kÕt hîp víi viÖc sö dông c¸c chÊt hoocm«n sinh tr­ëng nh­ auxin, giberilin, xitokinin...KÜ thuËt nµy cho phÐp nh©n nhanh c¸c gièng c©y trång đồng nhất về kiểu gen cã n¨ng suÊt cao, chÊt l­îng tèt, thÝch nghi víi ®iÒu kiÖn sinh th¸i nhÊt ®Þnh, chèng chÞu bÖnh tËt ... Dung hîp tÕ bµo trÇnHai tÕ bµo ®· lo¹i vá xenlul«z¬ cña 2 loµi kh¸c nhau cã kh¶ n¨ng dung hîp.TÕ bµo chÊt vµ 2 khèi nh©n ®Òu hîp nhÊt thµnh mét.Lai tÕ bµo x«ma (sinh dưỡng) ®Æc biÖt cã ý nghÜa v× gièng míi mang ®Æc ®iÓm cña c¶ hai loµi mµ b»ng c¸ch lai h÷u tÝnh kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc. Nu«i cÊy h¹t phÊn (no·n chưa thụ tinh) H¹t phÊn cã thÓ "mäc" trªn m«i tr­êng nu«i nh©n t¹o thµnh dßng tÕ bµo ®¬n béi. Sù ®a d¹ng cña c¸c giao tö do gi¶m ph©n t¹o ra cho phÐp chän läc ®­îc c¸c dßng tÕ bµo cã bé gen ®¬n béi kh¸c nhau dùa vµo sù biÓu hiÖn thµnh kiÓu h×nh cña c¸c alen lÆn. §Ó cã gièng c©y trång cho canh t¸c th× cÇn l­ìng béi ho¸ c¸c dßng ®¬n béi nµy (xử lí hoá chất cônsixin) cây lưỡng bội hoàn chỉnh, có KG đồng hợp tử về tất cả các gen. ­u ®iÓm næi bËt cña ph­¬ng ph¸p lµ c¸c gièng c©y trång nhËn ®­îc ®Òu thuÇn chñng VÝ dô t¹o gièng lóa chiªm chÞu l¹nh ng­êi ta trùc tiÕp nu«i h¹t phÊn ë m«i tr­êng l¹nh. Kh¶ n¨ng chÞu l¹nh cña h¹t phÊn cã thÓ do gen ®ét biÕn, do tæ hîp gen míi.C«ng nghÖ tÕ bµo ®éng vËtNhân bản vô tính Cấy truyền phôi2. Công nghệ tế bào động vật a. Nhân bản vô tính động vậtThµnh c«ng nµy chøng tá, trong thùc nghiÖm, ®éng vËt cã vó cã thÓ ®­îc nh©n b¶n tõ tÕ bµo x«ma, kh«ng cÇn cã sù tham gia cña nh©n tÕ bµo sinh dôc, chØ cÇn chÊt tÕ bµo cña mét no·n bµo. Nh»m nh©n nhanh gièng vËt nu«i quý hiÕm hoÆc t¨ng n¨ng suÊt trong ch¨n nu«i. KÜ thuËt nµy cßn cho phÐp t¹o ra c¸c gièng ®éng vËt mang gen ng­êi, nh»m cung cÊp c¬ quan néi t¹ng cña ng­êi cho viÖc thay thÕ, ghÐp néi t¹ng cho ng­êi mµ kh«ng bÞ hÖ miÔn dÞch cña ng­êi lo¹i th¶i.Nhân bản vô tính ở Đv có nhiều ứng dụng: ví dụ, nếu ta có 1 con giống có nhiều đặc điểm quí thì ta có thể tạo ra nhiều con vật có kiểu gen như vậy. Tuy nhiên nhân bản vô tính động vật mới đang trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm ở 1 số loài động vật. và ngày nay vẫn đang tiếp tục được hoàn thiện và áp dụng cho nhiềuloài động vật khác nhau. Kĩ thuật này đặc biệt có ý nghĩa trong việc nhân bản động vật biến đổi genNh©n nhanh gièngC¶i biÕn phÈm chÊt cña gièng C¸c gièng ®ång nhÊt vÒ kiÓu genCÊy truyÒn phôib. Cấy truyền phôiNguyên tắc chung của phương pháp: dựa vào sự phát triển của phôi từ 1 tế bào ban đầu (hợp tử)Nuôi cấy hợp tử.Kỹ thuật chuyểnCấy truyền phôiNhân giống đột biếnCâu 1: Chia cắt một phôi động vật thành nhiều phôi, rồi cấy vào tử cung của các con cái khác nhau từ đó nhanh chóng tạo ra hàng loạt con có kiểu gen giống nhau được gọi là phương pháp:các tế bào xôma tự do được tách ra từ mô sinh dưỡngcác tế bào đã được xử lí làm tan màng sinh chấtcác tế bào đã được xử lí làm tan thành tế bàocác tế bào khác loài đã hoà nhập để trở thành tế bào laiCâu 2:Trong kĩ thuật lai tế bào, các tế bào trần là:tạo nguồn biến dị cho công tác chọn giốnglàm tăng khả năng sinh sản của cá thểlàm tăng năng suất vật nuôi, cây trồnga, b, cCâu 3: Mục đích của việc gây đột biến ở vật nuôi và cây trồng là: